Strengths and limitations of this systematic review

produto benzeno transportado no duto, tanto em sua forma pura como em mistura com os BTEXs na gasolina pura. O benzeno é um composto monoaromático, que pode atacar o sistema nervoso central e é cancerígeno à saúde humana, além de apresentar alta mobilidade. Segundo critérios estabelecidos pela Portaria Nº 2.914/11 do Ministério da Saúde, a concentração máxima de benzeno na água é de 5μg/L (BRASIL, 2011).

Mesmo que nenhum tanque do terminal opere com benzeno puro armazenado (somente com gasolina e outros), essa escolha foi feita a fim de se fazer comparação com a gasolina pura, pois a simulação (fase

dissolvida) da mesma no SCBR leva em fundamento, além da solubilidade, a fração molar do benzeno na mistura (Lei de Raoult). Entretanto, ao se escolher somente o benzeno puro, sua simulação (fase dissolvida) ocorre levando em consideração a solubilidade do mesmo.

No SCBR, é possível simular um vazamento a partir de um volume estimado de um produto (gasolina pura, gasolina comercial brasileira, diesel, etc.). Como trata-se de um vazamento hipotético de benzeno, ou seja, não há a concentração de contaminante medida na região da fonte,o modelo de dissolução inserido no SCBR estima o valor da concentração do composto químico derramado em função da massa derramada e da geometria da fonte a partir da Lei de Raoult (𝐶𝑤 𝑅𝑎𝑜𝑢𝑙𝑡 = 𝑆𝑤. 𝑋𝑖). Neste

modelo, o volume derramado passa para a zona de mistura e conforme se dissolve, há contribuição da fonte para a zona de mistura, através do processo de dissolução. Já no Visual MODFLOW a solubilidade é uma condição de contorno e o esgotamento da fonte não é calculado.

Portanto, foi simulado primeiramente no SCBR, o vazamento hipotético de 50 m³ de benzeno puro na zona saturada do solo. No benzeno puro, considera-se que a fração molar (𝑋𝑖) é igual 1, uma vez que

ele encontra-se na sua forma pura (não há outros componentes). Por este motivo, a concentração na fonte é constante no tempo e igual a sua solubilidade (1790 mg/L).

Tendo em vista que o Visual MODFLOW não controla a solubilidade da fonte, que é uma função da fração molar remanescente da fonte, como no SCBR, a simulação do benzeno puro no modelo ocorreu inserindo uma concentração na fonte igual a solubilidade do benzeno, 1790 mg/L, sabendo-se que, na fase dissolvida, a concentração de benzeno puro em cada volume de controle não pode ser maior que a solubilidade.

Posterior, foi simulado no SCBR o vazamento de 50 m³ de gasolina pura na zona saturada do solo. Neste caso, vale a lei de Raoult, onde a máxima concentração aquosa é igual ao produto da solubilidade (𝑆𝑤 =1790 mg/L) pela fração molar de benzeno na mistura (𝑋𝑖 =

0,007989 mol/mol). Ou seja, a concentração na fonte varia ao longo do tempo e não pode ser maior que 14,30 mg/l (𝐶𝑤 𝑅𝑎𝑜𝑢𝑙𝑡 = solubilidade

efetiva). Vale lembrar que os valores de solubilidade e fração molar usados na simulação constam no banco de dados do SCBR. No modelo SCBR a fração molar do composto químico no produto na zona de mistura é variável e é calculada para cada iteração conforme o composto se solubliza e é transportado pelo fluxo. O Anexo A apresenta o cáculo da fração molar feito pelo SCBR na primeira iteração.

Logo, para fazer esta simulação no Visual MODFLOW, a concentração de benzeno na fonte foi estimada utilizando como dados de entrada os valores de saída do SCBR (Anexo B), já que o modelo não calcula a Lei de Raoult. Esta simulação compreende a concentração decaindo no tempo. Entretanto, para uma melhor descrição sobre o cálculo que o SCBR faz na fonte, simulou-se no mesmo gráfico o comportamento dinâmico de dissolução na fonte dos outros compostos presentes na gasolina pura (Tolueno, Etilbeneno e Xilenos).

E por fim, além desta concentração com os valores decaindo com o tempo, simulou-se no Visual MODFLOW a concentração constante no tempo e igual a solubilidade máxima do benzeno na gasolina pura (𝐶𝑤 𝑅𝑎𝑜𝑢𝑙𝑡 =14,30 mg/L).

Os parâmetros de transporte e transformação dos contaminantes para simulação do cenário escolhido estão na Tabela 4 (SCBR) e Tabela 5 (Visual MODFLOW). Por causa da inexistência de dados de campo para a biodegradação do benzeno, adotou-se um valor mais conservador, conforme literatura. Ainda que o modelo matemático SCBR calcule o retardo, os valores dos coeficientes de partição (Koc) existente no banco de dados do SCBR (versão 3.1), referente à última atualização (Fonte – EPA/Integrated Risk Information System), tanto para o benzeno (145 L/Kg), como para o etanol (1,0), geraram valores muito elevados de retardo não condizentes com os processos observados em campo. Desta forma, optou-se por utilizar os valores disponíveis na literatura para o cálculo do retardo (Apêndice A), de forma que o resultado da simulação se aproxime dos valores observados em campo.

Como o SCBR acomoda a Equação (16) no cálculo da dispersividade longitudinal, escolheu-se um valor até que fizesse coerência entre a dispersividade longitudinal e o comprimento da pluma. Em relação as dispersividades transversal e vertical, utilizou-se as Equações (17) e (18) para seu cálculo.

Tabela 4 - Parâmetros de transporte e transformação dos contaminantes - SCBR. Parâmetro Valor

dispersividade longitudinal da pluma

(L) ¹ 8

dispersividade transversal da pluma

(t)¹ 0,8

volume derramado¹ 50 m³

zona de mistura² 2 m

modelo de fonte (benzeno)³ Lei de Raoult coef. de decaimento do benzeno _0,4ano-1

coef. de retardo do benzeno ₂

Fonte: ¹(Hipóteses assumidas); ²(SCHNOOR, 1996); ³(PETROBRAS, UFSC e ESSS, 2015a); 4_{(Apêndice A);} 5_{(WIEDEMEIER et al., 1999).}

Tabela 5 - Parâmetros de transporte e transformação dos contaminantes – Visual MODFLOW.

Parâmetro Valor

dispersividade longitudinal da pluma

(L)¹ 8

dispersividade transversal do pluma

(t)¹ 0,8

dispersividade vertical da pluma (v)¹ 0,08 concentração de benzeno na fonte

(benzeno puro) 1790 mg/L concentração de benzeno na fonte

(gasolina pura) Anexo B coef. de decaimento do benzeno (fase

dissolvida) 0,0011dia-1

coef. de decaimento do benzeno (fase

livre) 0

coeficiente de distribuição (Kd) _{8,1E-08 L/mg}

Fonte: ¹(Hipóteses assumidas); ²(SCHNOOR, 1996); 3_{(Apêndice A);} 4_{(WIEDEMEIER et al., 1999). *Como a formulação do SCBR assume que a}

biodegradação ocorre somente na dissolvida, o coef. de decaimento ocorrendo na fase livre no Visual MODFLOW é igual a zero.

4.8 TECNOLOGIAS DE CONTENÇÃO E REMEDIAÇÃO DE PLUMAS

Finalmente, simulou-se tecnologias de contenção e remediação de plumas para ambos os modelos. A tecnologia simulada tem objetivo de não permitir a migração da pluma em direção a residências vizinhas e é apresentada nos itens 3.4.2 e 3.4.4., trata-se de uma barreira física (contenção) de baixa permeabilidade e de bombeamento (remediação) com poço totalmente e parcialmente penetrante.

Dois cenários foram estabelecidos:

 Somente com a barreira física de baixa permeabilidade.

 Com barreira física de baixa permeabilidade mais bombeamento. O SCBR considera que o poço é totalmente penetrante, ou seja, os valores do comprimento do filtro em relação à espessura saturada do aquífero são iguais. Entretanto, o Visual MODFLOW reconhece que o poço pode ser tanto totalmente como parcialmente penetrante (valor do comprimento do filtro é menor que à espessura saturada do aquífero). Dessa maneira, serão simulados no Visual MODFLOW um cenário ‘barreira mais poço totalmente penetrante’, e outro cenário ‘barreira mais poço parcialmente penetrante’.

Em ambos os modelos, a barreira foi colocada nas seguintes coordenadas UTM (458337,68; 7367588,15); (458435,48; 7367588,15); (458435,48; 7367468); (458337,68; 7367468). Considerou-se com 8 m de altura, compreendendo as camadas 2 a 6, no Visual MODFLOW. Além disso, o modelo tridimensional permite atribuir valores de condutividade hidráulica e espessura para a barreira. Foram inseridos os valores de 10-8

m/s e 0,2 m respectivamente.

A posição do poço foi através das coordenadas (458385,03; 7367530,98) e a taxa de bombeamento 50 m³/dia, nos dois modelos, sendo que o comprimento do filtro possui valor de 9 m quando ele é parcialmente penetrante e 16 m em totalmente penetrante. Este último é exatamente a espessura saturada do aquífero no ponto de instalação.

5 RESULTADOS

5.1 CONDIÇÕES DE CONTORNO